近日，我校材料科学与工程学院光电材料与器件团队杨纪恩副教授联合内蒙古师范大学刘海瑞教授，河南大学吴洪卓博士、李萌教授，南开大学袁明鉴教授在国际化学顶级期刊Angewandte Chemie International Edition（《德国应用化学》）发表题为Efficient and Stable Inverted Perovskite Solar Cells via a Multi-Arm Donor-Acceptor Dipole Molecular Bridge的研究论文。我校杨纪恩副教授为论文第一作者，刘海瑞教授、吴洪卓博士、李萌教授与袁明鉴教授为共同通讯作者，河南师范大学为第一作者单位。
传统SAM分子与钙钛矿薄膜的界面结合较弱，缺乏有效的缺陷钝化官能团，且不利的能级排列严重阻碍了载流子的提取与传输，导致空穴提取效率降低并加剧界面非辐射复合，制约了器件性能的提升。针对上述挑战，该研究团队创新性地提出了“多臂给体-受体（D-A）偶极分子桥”界面调控策略。设计并合成两种新型D-A型界面偶极分子N4IA和T4IA。与N4IA相比，T4IA具有多臂D-A骨架、更大的分子偶极、丰富的空穴传输单元以及多个C=N/甲氧基配位位点。这些结构使T4IA能够优化能级排列、构建高效空穴传输通道、加速电荷提取并抑制界面非辐射复合。得益于多臂分子桥调控策略，T4IA修饰的倒置钙钛矿太阳能电池实现了26.79%的光电转换效率（PCE），并在AM 1.5G光照条件下连续运行1500小时后仍保持95.3%的初始效率。此外，在–40°C至85°C条件下240次热循环测试后，器件仍维持91.2%的初始效率，展现出卓越的运行稳定性和热循环稳定性。
该成果是我校在钙钛矿太阳能电池研究领域取得的又一重要进展，为高效稳定钙钛矿光伏器件的埋底界面优化提供了全新的分子设计思路。该研究得到国家自然科学基金、河南省自然科学基金、内蒙古自治区自然科学基金的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.3716107
（材料科学与工程学院 杨纪恩）